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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107664266A(43)申请公布日2018.02.06(21)申请号201710880507.4(51)Int.Cl.(22)申请日2017.09.26F17D5/02(2006.01)F17D5/00(2006.01)(71)申请人哈尔滨航士科技发展有限公司G01C21/16(2006.01)地址150000黑龙江省哈尔滨市高新技术产业开发区科技创新城创新创业广场6号楼(巨宝一路668号)1单元301-1室申请人哈尔滨工程大学上海航士海洋科技有限公司(72)发明人管练武宋玉寰高延滨何昆鹏王萌吴建锋陈强强陈兴邦丛晓丹(74)专利代理机构哈尔滨市伟晨专利代理事务所(普通合伙)23209代理人张伟权利要求书3页说明书8页附图3页(54)发明名称一种管道检测用定位装置及定位方法(57)摘要本发明涉及管道地理信息测量技术领域,具体涉及一种管道检测用定位装置及定位方法。本发明目的是为了解决现有技术精度低和无法实现远距离测量的问题。本发明中定位装置包括:供电模块、两个支撑轮、第一塑料密封圈、惯性测量模块、数据处理单元、第二塑料密封圈、数据存储单元、里程仪、磁通泄漏传感器、通信电缆和磁跟踪模块。惯性测量模块由一个陀螺仪和两个加速度计构成,结合里程仪来实现其在管道内的三维姿态角、速度及位置坐标测量。本发明的定位方法采用复连续小波变换方法对惯性测量模块在管道内运行数据的分析,实现对管道连接器的检测,用于对管道检测用定位装置方位角误差的修正;本发明适用于陆上及水下油气管道的检测。CN107664266ACN107664266A权利要求书1/3页1.一种管道检测用定位装置,其特征在于,包括:供电模块(1)、两个支撑轮(2)、第一塑料密封圈(3)、惯性测量模块(4)、数据处理单元(5)、第二塑料密封圈(6)、数据存储单元(7)、里程仪(8)、磁通泄漏传感器(9)、通信电缆(10)和磁跟踪模块(11);所述供电模块(1)、惯性测量模块(4)、数据处理单元(5)和数据存储模块(7)按照从前到后顺序依次排列,由外侧的第一塑料密封圈(3)和第二塑料密封圈(6)固定为一个整体;所述供电模块(1)为管道检测用定位装置提供电能,保证管道检测用定位装置正常运行;所述惯性测量模块(4)包括x方向加速度计、y方向加速度计和z方向光纤陀螺仪,所述x方向加速度计用于测量管道检测用定位装置的横摇角,所述y方向加速度计用于测量管道检测用定位装置的纵摇角,x方向加速度计与y方向加速度计在水平面内正交,所述光纤陀螺仪沿z方向安装,用于测量管道检测用定位装置的方位角;所述数据处理单元(5)用于处理惯性测量模块(4)采集到的信息数据;所述数据存储单元(7)用于存储经过处理后的信息数据;所述两个支撑轮(2)分别位于供电模块(1)、惯性测量模块(4)、数据处理单元(5)和数据存储模块(7)构成的整体结构的上方和下方,用于支撑管道检测用定位装置并使管道检测用定位装置能够在管道内行走;所述里程仪(8)位于所述管道检测用定位装置的尾部四周,用于测量管道检测用定位装置在管道内运动的轴向速度;所述磁通泄漏传感器(9)由缠绕在供电模块(1)、惯性测量模块(4)、数据处理单元(5)和数据存储模块(7)构成的整体结构外部的线圈构成,通过缺陷位置的磁通变化采集管道内壁缺陷信息;所述通信电缆(10)由屏蔽外层包裹的电源线和RS485通信线构成,所述管道检测用定位装置通过通信电缆(10)连接上位机控制系统,实现管道检测用定位装置与上位机控制系统之间电能和信息的传递;所述磁跟踪模块(11)位于管道检测用定位装置前端,用于为地表标记提供精确位置。2.一种在权利要求1所述的管道检测用定位装置上实现的管道检测用定位方法,其特征在于,具体步骤包括:步骤a、开启供电模块(1),对管道检测用定位装置进行初始化设置;步骤b、使管道检测用定位装置在管道中遍历一遍,利用x方向加速度计、y方向加速度计、垂直方向的光纤陀螺仪和里程仪(8)分别测量管道检测用定位装置的横摇角、纵摇角、方位角和轴向速度,利用磁通泄漏传感器(9)检测管道缺陷信息,通过数据处理单元(5)各测量值数据进行简单处理,并通过所述数据存储单元(7)保存处理过的数据;步骤c、结合x方向加速度计、y方向加速度计、垂直方向的光纤陀螺仪和里程仪(8)的输出数据,推导出管道检测用定位装置的姿态角,轴向速度和位置信息,对惯性测量模块(4)完成导航解算过程;步骤d、通过复连续小波变换检测管道连接器的具体坐标位置;步骤e、采用卡尔曼滤波估计技术实现对管道检测用定位装置的方向和位置的有效修正;步骤f、采用平滑数据处理方法进一步提高管道检测用定位装置的定位精度;2CN107664266A权利要求书2/3页步